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11第一章汽车行驶安全性汽车安全性与舒适性22第一章汽车行驶安全性第一节安全系统•一、主动行驶安全性系统•1、防抱死制动系统（ABS）•2、驱动防滑转控制系统（ASR）•3、电子稳定性程序（ESP）•4、自适应巡航速度控制（ACC）33第一章汽车行驶安全性•ACC•通过自动减油或主动的制动干预使本车与前面车辆保持距离。44第一章汽车行驶安全性•二、被动安全性系统•1、安全带•2、安全气囊55第一章汽车行驶安全性66第一章汽车行驶安全性制动器安全带安全气囊77第一章汽车行驶安全性第二节行驶原理•一、驾驶员行为•1、引导性•驾驶员的预见性，即驾驶员的驾驭能力。•引导部件•转向盘、制动踏板、加速踏板。•2、稳定性88第一章汽车行驶安全性99第一章汽车行驶安全性二、判断汽车稳定性的公认的方法•1、不变的环道行驶•能达到的最大横向加速度。•可以判定汽车固有的转向性不足转向过多转向中性转向1010第一章汽车行驶安全性•2、过渡性能•在原来直线行驶后迅速躲开障碍物的机动性试验。1111第一章汽车行驶安全性3、弯道制动、负荷变化反应•松开加速踏板、踩制动器。•汽车的行驶性能向过多转向的方向移动。•汽车行驶反应应尽可能兼顾转向性、行驶稳定性、制动性。1212第一章汽车行驶安全性•4、汽车对侧向风的敏感性•5、直线行驶性能•6、在环道行驶时的交变负荷。1313第一章汽车行驶安全性汽车行驶动力学的主要参数•1、转向盘角度•2、横向加速度•3、纵向加速度和纵向减速度•4、横摆速度•5、浮动角和侧倾角1414第一章汽车行驶安全性第三节轮胎•轮胎传递驱动力、制动力和侧向力。•轮胎决定汽车动态负荷的极限。•判定轮胎特征的决定性要素：•1、直线行驶性•2、弯道行驶的稳定性•3、在不同路面的附着性1515第一章汽车行驶安全性•4、在各种气候下的附着性•5、转向性•6、舒适性（弹性、减震性、运转平顺性）•7、耐久性•8、经济性1616第一章汽车行驶安全性结构•1、子午线轮胎•是轿车的标准轮胎，胎体上的帘线按最短的距离从胎圈一侧到胎圈另一侧。帘线带包住薄的、弹性的胎体，以保证轮胎的稳定性。•2、斜交线轮胎1717第一章汽车行驶安全性1818第一章汽车行驶安全性规范•轮胎的花纹槽的深度不小于1.6mm。1919第一章汽车行驶安全性轮胎使用应注意：•1、轮胎应进行平衡试验，保证轮胎的平稳转动。•2、各车轮使用与汽车相配的轮胎，型号应一致。•3、车速不超过轮胎的允许的最高转速。•4、轮胎应有足够的花纹深度。2020第一章汽车行驶安全性轮胎滑转•汽车行驶时实际行驶距离与理论行驶距离之差。•轮胎滑转原因：•轮胎在制动力和驱动力的作用下，橡胶部分绷紧产生局部滑移。当轮胎离开接触区，轮胎回收部分的变形能，这变形能使轮胎发热。2121第一章汽车行驶安全性•滑转的条件•车轮的转速VU小于汽车的行驶速度VF。•在这种条件下才能传递汽车的加速力和制动力。2222第一章汽车行驶安全性第四节汽车上的作用力和力矩•一、惯性力•冰面上进行弯道试验，一直行驶下去，不会转向。•二、力矩•制动力矩而降速•驱动力矩而加速2323第一章汽车行驶安全性三、力的分类•1、纵向力：驱动力、风的阻力、滚动摩擦力•2、横向力：转向力、离心力、侧向风力。2424第一章汽车行驶安全性四、轮胎上的各种作用力•1、圆周力FU（纵向力）•驱动力和转动力产生•2、轮胎支承力FN（法向力）•轮胎垂直于地面的力。•最大支承力是在平坦的路面上。•支承力在轮胎与路面的接触面上的分布呈梯形压力分布。2525第一章汽车行驶安全性•3、侧向力FS•改变行驶方向，转向或受侧向风。•五、制动力矩•制动器的摩擦衬片压向制动鼓（鼓式）或制动盘（盘式），从而产生的摩擦力。2626第一章汽车行驶安全性六、横摆力矩•汽车绕垂直轴的横摆力矩：•由于汽车左右两侧的不同纵向力或作用在前后轴上的不同侧向力而引起的。•转向轮半径（LRH）•车轮支点和车轮转向轴极点在行驶路面上的距离。2727第一章汽车行驶安全性•极点位于汽车的外侧，定义为负值。•制动力与正负转向轮半径相互作用产生转向力矩。•负转向轮半径可阻止横摆力矩。2828第一章汽车行驶安全性七、摩擦力•1、附着系数•可传递摩擦力的一个尺度。•相关因素：•1）路面状况•2）轮胎状态•3）行驶速度•4）气候条件2929第一章汽车行驶安全性•实际有效的制动力矩取决于附着系数。•摩擦力决定力的传递。ABS（防抱死）/ASR（防滑转）能提供最佳的附着性能。3030第一章汽车行驶安全性2、滑水•在轮胎的整个支承面下有水楔移动，轮胎从地面抬起。•因素：•1）路面的水深•2）行驶速度•3）轮胎宽度、花纹形状和磨损状况。•4）轮胎压向路面的负荷。3131第一章汽车行驶安全性3、滑动摩擦•刚体的附着摩擦大于滑动摩擦。•转动的橡胶轮胎的附着系数大于车轮抱死时的橡胶轮胎的附着系数。3232第一章汽车行驶安全性4、制动滑转对附着系数的影响•附着系数随制动滑转率从零开始急剧上升到最大。•最大附着系数在滑转率的10％~40％之后附着系数开始下降。•附着系数↑“稳定范围”•附着系数↓“不稳定范围”3333第一章汽车行驶安全性•制动时在不稳定范围，继续增加滑转率，附着系数就变小。车轮就容易抱死。（ABS可防止汽车落入不稳定范围）•在加速时，过大的驱动力矩导致一个或所有的驱动轮快速转动并滑转。（ASR可防止汽车落入不稳定范围）3434第一章汽车行驶安全性八、横向和侧向力•侧向力•使车轮侧向移动。•横向偏移（侧偏）•侧向移动的速度和纵向移动的速度之比。3535第一章汽车行驶安全性侧偏角α•侧向移动的速度和纵向移动的速度合成的合成速度va与纵向移动的速度vx之间的夹角α。•驱动和制动时，侧向力主要取决于车辆的支承力。•大的侧向力时轮胎的支承面对轮圈面的滑移就很大。严重影响转向性能。3636第一章汽车行驶安全性•制动滑转率为零侧向力系数达最大。•制动滑转率↑侧向力系数先缓慢减小和快速下降，在车轮抱死时达最小。侧偏角α=4°3737第一章汽车行驶安全性九、摩擦-轮胎滑转-轮胎支承力•在相同的轮胎滑转率，在侧偏角↑的情况下，制动力和驱动力↓。•在相同的制动力和驱动力，在侧偏角↑的情况下，轮胎滑转率↑3838第一章汽车行驶安全性第五节汽车纵向动力学•一、总的行驶阻力•滚动阻力•空气阻力•坡度阻力•纵置发动机传动效率ŋ＝0.88~0.92•横置发动机传动效率ŋ＝0.91~0.953939第一章汽车行驶安全性•汽车加速行驶•驱动力大于总的行驶阻力•汽车减速行驶•总的行驶阻力超过驱动力4040第一章汽车行驶安全性1、直线行驶的阻力•产生：•车辆与地面的变形功•汽车重力和滚动阻力系数乘积。•因素：•1）轮胎半径↓，变形↑，滚动阻力↑。•2）负荷↑，滚动阻力↑。•3）车速↑，滚动阻力↑。•4）路面。柏油路面只有土路的25%。4141第一章汽车行驶安全性2、弯道行驶时的滚动阻力（弯道阻力）车速、弯道半径、车轴的运动特性、轮胎、轮胎气压和侧偏状态。•3、风阻•空气密度、汽车的投影断面积、车速。4242第一章汽车行驶安全性4、坡道阻力•汽车的重力、上下坡度角。•二、加速和减速•制动距离的长短有关因素：•1）车速•2）汽车负载•3）路面状况4343第一章汽车行驶安全性•4）轮胎状况•5）制动状态•6）制动衰减•ABS、ASR、ESP在最大的传动范围对汽车行驶状况进行控制。4444第一章汽车行驶安全性第六节汽车横向动力学•一、在侧向风时的行驶性能•压力作用点•位置与车身和气流夹角有关。•一般位于汽车前部，越接近汽车重心，遇侧向风的稳定性越好。4545第一章汽车行驶安全性•压力作用点在汽车重心前。•过多转向的汽车就有最小的弯道行驶曲率。•压力作用点在汽车重心稍后。•不足转向的汽车获的最佳位置。4646第一章汽车行驶安全性二、不足转向和过多转向•不足转向•汽车横向加速度的↑，前轮偏转角的↑要大于后轮侧偏角的↑。•过多转向•汽车横向加速度的↑，后轴车轮偏转角的↑要大于前轴车轮侧偏角的↑。4747第一章汽车行驶安全性三、汽车在弯道上的离心力•作用点在汽车的重心。•相关因素•1）弯道半径•2）车速•3）汽车质量•4）汽车重心高度4848第一章汽车行驶安全性（5）汽车轮距宽度（6）轮胎与地面的摩擦副。（7）负载分布汽车前轮滑动，汽车转向不足。汽车后轮滑动，汽车过多转向。ESP可识别汽车转向不足和过多转向，有效、主动的对少数车轮制动，使汽车稳定。4949第一章汽车行驶安全性第七节定义•一、制动过程•操纵制动系统开始到制动结束（放开制动器或停车）整个过程。•1、渐进制动•2、制动系统滞后作用•3、制动器滞后作用5050第一章汽车行驶安全性二、力和力矩•1、操纵力•2、压紧力•3、总制动力•4、制动力矩•5、制动力分配•前轴占总制动力60%，后轴占40%。5151第一章汽车行驶安全性•6、外制动器特征值C制动器上输出力矩比输入力矩7、内制动器特征值C制动器有效半径上的切向力比压紧力鼓式可达10盘式约15252第一章汽车行驶安全性三、时间•1、制动操纵系统运动持续时间•2、反应延时时间•3、转动压力增长时间•4、制动延续时间•5、制动作用时间5353第一章汽车行驶安全性四、距离•1、制动距离•2、停车距离•五、制动减速•1、瞬时减速度•2、在停车距离内的平均减速度。•3、最大平均减速度•4、制动5454第一章汽车行驶安全性5555第一章汽车行驶安全性离心力5656第一章汽车行驶安全性前轮偏转角后轮侧偏角转向角横摆力矩浮角5757第一章汽车行驶安全性重心风力风阻力侧向风力横摆力矩压力作用点参考点5858第一章汽车行驶安全性右弯道5959第一章汽车行驶安全性侧向力侧向力侧偏角纵向速度侧偏速度6060第一章汽车行驶安全性稳定区不稳定区附着系数侧向力系数6161第一章汽车行驶安全性制动力轮胎支承力车轮速度制动力矩6262第一章汽车行驶安全性车轮转向轴车轮支承点极点转向轮半径6363第一章汽车行驶安全性6464第一章汽车行驶安全性6565第一章汽车行驶安全性自由转动车轮制动6666第一章汽车行驶安全性6767第一章汽车行驶安全性6868第一章汽车行驶安全性